EP2610985B1 - Système d'alimentation électrique à entrée multiple hétérogène. - Google Patents

Système d'alimentation électrique à entrée multiple hétérogène. Download PDF

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EP2610985B1
EP2610985B1 EP12198654.1A EP12198654A EP2610985B1 EP 2610985 B1 EP2610985 B1 EP 2610985B1 EP 12198654 A EP12198654 A EP 12198654A EP 2610985 B1 EP2610985 B1 EP 2610985B1
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EP
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power supply
voltage
distribution
storage
bus
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Christophe Taurand
Stefan MOLLOV
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Publication date
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    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/44—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for aircrafts

Definitions

  • This type of power supply or similar power supplies are for example described in US 2006/017327 A1 , EP 2 363 940 A2 , FR 2 936 221 A1 and WO 97/21265 .
  • This type of power supply is particularly used in aeronautics and is intended to provide a regulated voltage to electronic circuits on board an aircraft.
  • the heterogeneous multi-input power supply system 10 is capable of being connected in input to N networks of R i feed, N being an integer greater than or equal to 2 and where i is an integer between 1 to N, to prevent energy transfer between the power supply networks R i and to deliver a distribution voltage V BUS continuous and regulated to downstream electronic equipment from input voltages V 1 , ..., V N delivered by the supply networks R i .
  • the system 10 For the supply of the distribution voltage V BUS , the system 10 is able to take electrical energy on the power supply networks R i in order of priority between these networks. This order of priority is described in more detail below.
  • the collection of electrical energy is carried out in a secure manner, without exchange of energy between the power supply networks R i , and so as to minimize the electrical energy taken from the supply networks R i other than the priority supply network.
  • the power supply networks R i deliver electrical power having various formats. For example, some currents delivered by the power supply networks R i are continuous and the corresponding input voltage V i is 28 V or 270 V, and the current from other power supply networks R i is alternating and the voltage input V i is for example 115 V or 230 V and its frequency is in the range 46Hz-800Hz.
  • each unidirectional converter C i connected to a supply network R i supplying an alternating current is suitable for rectifying the current so as to deliver a direct current to the distribution bus 16.
  • each unidirectional converter C i is also able to galvanically isolate the supply network R i to which it is connected from the other power supply networks R 1 ,..., R N.
  • converters 14 are for example made by "flyback" type converters known to those skilled in the art.
  • the outputs of the unidirectional converters C i are all connected to the distribution bus 16, which operates under a distribution voltage V BUS .
  • the downstream electronic equipment is then connected directly to the distribution bus 16, or is connected thereto via a secure switch (not shown) and / or via one or more power converters.
  • the distribution voltage V BUS is adapted to be slaved to a reference distribution voltage V * BUS and is able to be kept below a maximum value V BUS_MAX via the control of the unidirectional converters, as will be seen later.
  • V * BUS is taken equal to 12 V.
  • the energy storage device 18 is able to store electrical energy from the distribution bus 16 and to restore the stored electrical energy to the distribution bus 16, as well as to allow the supply system 10 the withstanding the occurrence of microcuts or disappearances of the input voltages V 1 ,..., V N.
  • the energy storage device 18 is connected to the distribution bus 16 and operates at a storage voltage V ST .
  • the energy storage device 18 is a capacitive device, the storage voltage V ST being representative of a quantity of electrical energy E that it contains.
  • the storage voltage V ST is regulated at a prescribed storage voltage V * ST .
  • the value of the prescribed storage voltage V * ST is equal to 90 V.
  • the control of the unidirectional converters C i by the control means 20 implements an algorithm for regulating the electric powers P 1 ,..., P N delivered as a function of the storage voltage V ST , as will be seen later. .
  • the control means 20 comprise N storage control loops X 1 , ..., X N. Each storage regulation loop X i is respectively associated with a given unidirectional converter C i .
  • Each storage regulation loop X i is suitable for carrying out the control of the corresponding unidirectional converter C i from the measurement of the storage voltage V ST .
  • the control means 20 are then adapted to control the corresponding unidirectional converter C i as a function of the storage voltage V ST so that the electrical power transferred to the distribution bus 16 by the power supply networks R i , ..., R N of which said power supply network R i has priority preferably comes from the supply network R i , as will be seen later.
  • the control characteristics 23 that is to say the functions determining the first control variable ⁇ SS 1 , ..., ⁇ SSN of the corresponding control loops X 1 ,..., X N as a function of the storage voltage V ST , each have a progressive reduction 24 transferred power, the progressive reductions 24 of the different control characteristics 23 being operated on ranges of values of the storage voltage V ST disjoined from each other.
  • the slopes of the progressive reductions 24 respectively correspond to the static gain G i of the corresponding storage regulation loop X i .
  • the control characteristic 23 of a given storage control loop X i has a cut-off storage voltage equal to the storage voltage threshold V ST i associated with the corresponding supply network X i .
  • the control characteristics 23 have a common maximum ⁇ S_MAX which corresponds to the control of a maximum electrical power transfer P i between the supply network R i considered and the distribution bus 16.
  • the reference storage voltage V * STi of the supply network R i is then the value of the storage voltage at which the storage voltage V ST is prescribed when the storage voltage V ST is in the range of values of the progressive reduction 24 of the control characteristic 23 of the distribution control loop X i .
  • the reference storage voltage V * STi corresponds to the minimum of the values of the storage voltage V ST at which the first control variable ⁇ SSi is equal to 0, that is to say, to which the unidirectional converter C i is controlled by the means control 20 to transfer a power P i zero to the distribution bus 16.
  • the higher the static gain G i the less the energy storage device 18 can filter the charge pulsations. Indeed, a high static gain G i is reflected in a compensation of the slightest variation of the storage voltage V ST by the modification of the electrical power P i delivered by its unidirectional converter C i . In other words, the higher the static gain G i , the more the charge pulsations are visible for the corresponding power supply network R i .
  • the Figure 4 illustrates the control algorithm of the electric powers P 1 ,..., P N 20 as a function of the storage voltage V ST , the algorithm being implemented by the control means 20.
  • the values of the storage voltage V ST are divided into regions (1 to 7).
  • the amount of energy E then decreases, and the storage voltage V ST decreases to a region 2, which is an operating region of the supply system 10 associated with the priority supply network R 1 .
  • the storage regulation loop X 1 controls the unidirectional converter C 1 so that the storage voltage V ST is kept close to the storage voltage reference V * ST . If the storage voltage V ST goes below the storage voltage of reference V * ST , the storage regulation loop X 1 controls the increase of the electrical power P 1 so that the storage voltage V ST increases.
  • the storage regulation loop X 1 controls the unidirectional converter so that the electric power P 1 delivered is zero.
  • the electrical powers P 1 ,..., P N delivered by the unidirectional converters C 1 ,..., C N to the distribution bus 16 correspond to the electric power P LOAD delivered to the electronic equipment via the distribution voltage V BUS.
  • the distribution voltage is then maintained at the value of the reference distribution voltage V * BUS.
  • the saturation of the storage regulation loop X i corresponds to the command by said loop to the unidirectional converter C i corresponding to a maximum electrical power transfer P i between the supply network R i and the distribution bus 16 (the electrical power P i actually transferred that can be zero).
  • the storage voltage V ST then decreases to a region 3.
  • This region 3 corresponds to the transparency range 25 of the power supply network R 1 in which the storage regulation loop X 1 is saturated, and the other storage regulation loops X 2 ,..., X N control their converter. unidirectional respective C i for a power transfer P 2 , ..., P N zero between the corresponding supply network R i and the distribution bus 16.
  • the energy storage device 18 discharges and the storage voltage V ST decreases until it passes into a region 4.
  • the storage regulation loop X 1 of the priority supply network R 1 remains saturated.
  • the storage regulation loop X 2 commands the unidirectional converter C 2 to increase the power transfer P 2 between the supply network R 2 and the distribution bus 16 so as to provide a surplus of electrical energy for recharging the energy storage device 18.
  • the storage voltage V ST decreases towards a second range of transparency 25 which corresponds to the transparency of the supply network R 2 .
  • the storage voltage V ST then decreases to a region 6 delimited by the storage voltage values V ST3 and V * ST3 .
  • the storage control loop X 3 controls the unidirectional converter C 3 for an electrical power transfer P 3 so that the V ST storage voltage is maintained close to the value V * ST3, c ' that is to say, so as to balance the power consumed on the power supply network R 3 and the power supplied to the distribution bus 16.
  • the storage regulating loops X 1 and X 2 are always saturated.
  • the electrical power transferred simultaneously by the two unidirectional converters C 1 and C 2 to the distribution bus 16 corresponds to a surplus of electrical energy compared to that of the control system.
  • supply 10 delivers to the electronic equipment, which results in the recharging of the energy storage device 18 and the increase of the storage voltage V ST .
  • the storage voltage V ST then increases to the output of the region 4, that is to say the control by the storage regulation loop X 2 to the unidirectional converter C 2 of a power transfer P 2 zero of the supply network R 2 to the distribution bus 16.
  • the Figure 2 illustrates a second embodiment of the invention.
  • the power supply system 10 includes a bidirectional charger 26.
  • the control means 20 comprise N distribution control loops designated by the references Y 1 ,..., Y N and a loader control loop BE capable of driving the loader 26 for the control of the distribution voltage V BUS. to the reference distribution voltage V * BUS .
  • control means 20 comprise N control blocks L 1 ,..., L N respectively connected at input to a storage regulation loop X i and to a distribution regulation loop Y i , and to output at the corresponding unidirectional converter C i .
  • the charger 26 is connected on the one hand to the distribution bus 16 and on the other hand to the energy storage device 18. It is able to take electrical power from the distribution bus 16 and to deliver it to the device. energy storage 18, and vice versa.
  • the N distribution control loops Y i are suitable for controlling the electrical power P i delivered by the unidirectional converters C i to the distribution bus 16 as a function of the distribution voltage V BUS . This control is performed by each distribution control loop Y i via a second control variable ⁇ FS 1 , ..., ⁇ FSN .
  • the distribution control loops Y i are suitable for controlling the unidirectional converters C i for limiting the distribution voltage V BUS .
  • the local distribution voltages V * BUS1 , ..., V * BUSN are strictly decreasing and greater than the reference distribution voltage V * BUS of the loader control loop BE.
  • V BUS When the distribution voltage V BUS is greater than V * BUS , which occurs in particular when several unidirectional converters C i transfer non-zero electrical power to the distribution bus 16, the electrical power P i from the power supply network R i priority among these power supply networks is thus primarily transferred to the distribution bus 16.
  • Each control block L i is adapted to limit the electric power P i delivered by the corresponding unidirectional converter C i by the selection of the minimum between the first control variable ⁇ SSi of the storage regulation loop X i and the second variable of ⁇ FSi control of the distribution control loop Y i .
  • the distribution control loops Y i are adapted to control the unidirectional converters C i for the limitation of a distribution current I BUS that they supply to the distribution bus 16.
  • the charger 26 draws electrical power from the distribution bus 16 when the distribution voltage V BUS exceeds the reference distribution voltage V * BUS and transfers this electrical power to the energy storage device 18, that is to say, it charges the energy storage device 18.
  • the control blocks L i thus ensure that the distribution voltage V BUS remains below the maximum distribution voltage V BUS_MAX .
  • the speeds of the distribution control loops Y i are greater than the speeds of the corresponding storage regulation loops X i .
  • FIG. 3 illustrates a third embodiment of the invention, wherein the feed system 10 comprises the same members as in the second embodiment, and therefore these bodies will not be described again.
  • control means 20 comprise N positive feedback loops Z 1 , ..., Z N.
  • Each positive feedback loop Z i is respectively associated with a bidirectional insulator I i given.
  • the unidirectional primary converters F i are able to prevent the transfer of electrical energy between the supply network R i with which they are respectively associated and the other supply networks.
  • Each primary converter F i is connected as input to the corresponding supply network R i and is adapted to deliver to the intermediate network T i corresponding an intermediate voltage V Pi regulated to a prescribed intermediate voltage V * Pi , from the voltage of input V i of said power supply network.
  • Each primary converter F i is then controlled by a primary control loop FEC i to do this.
  • the primary converters F i comprise means for rectifying the current, means for filtering the input voltage V i in common mode and in differential mode, as well as means for protecting against overvoltages and means of protection against lightning. .
  • the primary converters F i are, for example, of common inductance step down / boost type when the current supplied by the corresponding supply network is continuous and the input voltage V i is 28 V or 270 V, and are example of Boost PFC type when the supplied current is alternating and the input voltage V i is 115 V or 230 V.
  • Bidirectional insulators I i are adapted to allow the bidirectional transfer of electrical energy between the associated intermediate network T i and the distribution bus 16.
  • insulators I i are adapted to isolate galvanically the supply network R i to which the unidirectional converter C i of which they are part is associated other R i power networks and to supply primary auxiliary equipment (not shown).
  • Each isolator I i is connected at input to an intermediate network T i and at the output to the distribution bus 16. Via an output 28, the intermediate network T i makes it possible to supply auxiliary equipment (not shown) and auxiliary circuits (no represented) to which it delivers a bias current for their operation.
  • Each positive feedback loop Z i is associated with a given insulator I i and is able to control said insulator I i for the regulation of the electrical power P i that this insulator delivers as a function of the intermediate voltage V Pi .
  • This command is carried out via a third control variable ⁇ P 1 , ..., ⁇ PN .
  • each positive feedback loop Z i is able to control the isolator I i for regulating an electrical power P ' i transferred by the insulator I i to the associated intermediate bus T i from the distribution bus 16.
  • this makes it possible, for example, to supply electronic equipment from the intermediate bus T 2 of the unidirectional converter C 2 , which is moreover controlled by the storage regulation loop X 2 in order to deliver to the distribution bus 16 a zero electrical power P 2 during nominal operation of the supply system 10.
  • the isolators I i are for example made by converters of the Dual Active Bridge type, which comes from English and means Dual Active Bridge, or by load-resonant type converters (LRC), which comes from English and means resonance converter. They are for example equipped with devices of the Active Secondary Rectifier type, which comes from English and means active secondary rectifier.
  • LRC load-resonant type converters
  • control block L i and the positive feedback loop Z i associated with a given unidirectional converter C i are then connected at the output to a subtracter CP i able to control the isolator I i for a transfer. of electric power P i according to the three control variables ⁇ SSi , ⁇ FSi and ⁇ Pi .
  • the electric power P i delivered by each unidirectional converter C i to the distribution bus 16 is proportional to the difference between, on the one hand, the minimum of the first control variable ⁇ SSi and the second control variable ⁇ FSi , and the other share the third control variable ⁇ Pi , that is: P i ⁇ min ⁇ S S i ; ⁇ F S i - ⁇ P i .
  • each unidirectional converter C i is the only regulation loop adapted to control the electrical power P i delivered by said insulator I i upwards, the distribution control loop Y i and the positive feedback loop Z i being adapted to limit this electrical power P i .
  • the storage control loops X i and distribution Y i control the corresponding insulator I i to transfer the same electrical power P i of the intermediate network T i to the distribution bus 16, which can cause a disappearance of the intermediate voltage V Pi .
  • the positive feedback loop Z i of the supply network R i considered then controls the isolator I i via the increase of the third control variable ⁇ Pi so that the electrical power P i supplied to the distribution bus 16 decreases.
  • the electronic equipment is then fed via both the power network R i whose operation is degraded and the energy storage device 18, and for as long as the storage voltage remains in the voltage range [V STi ; V * STi ].
  • the intermediate voltage V Pk seen by each primary converter F k associated with a supply network R k of lower priority than the supply network R i is greater than the prescribed intermediate voltage V * Pk , and this because of the bidirectional isolators I k , with k integer greater than i ,.
  • the distribution voltage V BUS is seen by the primary converter F k by means of a transformation coefficient and the action of the positive feedback loop Z k corresponding, so that the intermediate voltage V Pk is maintained above the intermediate voltage prescribed V * Pk .
  • the associated primary converters F i are controlled by their primary control loop FEC k for a transfer of zero electrical power from the supply network R k to the corresponding intermediate network T k .
  • the appearance of the supply networks R i is simultaneous.
  • the power transferred to the distribution bus 16 by the two converters C 1 and C 2 is limited by the capacity of the charger 26 to absorb electrical energy.
  • the power supplied by the converter C 2 is used to charge the storage device 18 more rapidly, and it is significantly smaller than the nominal power of the unidirectional converter C 2 .
  • the converter C 2 is controlled for a power P 2 transferred zero.
  • the converter C 1 continues to provide its maximum power, supplying both the downstream load and increasing the storage voltage V ST .
  • the storage voltage V ST is equal to V ST1 and the storage regulation loop X 1 begins to de-saturate.
  • the electric power P 1 supplied by the converter C 1 converges to the load power P LOAD consumed by the load.
  • control means 20 are able to simultaneously control the unidirectional converters C i for the regulation of the electrical power P i delivered by each of said unidirectional converters 14 as a function of the storage current I ST .

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Description

  • La présente invention concerne un système d'alimentation électrique à entrées multiples hétérogènes, c'est-à-dire raccordé en entrée à une pluralité de réseaux d'alimentation électrique délivrant un courant continu ou alternatif.
  • Plus particulièrement, l'invention concerne un système d'alimentation propre à être raccordé en entrée à N réseaux d'alimentation distincts délivrant une tension d'entrée continue ou alternative et à délivrer une tension de distribution continue, N étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, du type comportant :
    • un bus de distribution fonctionnant sous la tension de distribution,
    • N convertisseurs unidirectionnels propres à être respectivement raccordés en entrée à un réseau d'alimentation donné et propres à délivrer au bus de distribution une puissance électrique, et
    • des moyens de commande propres à commander les convertisseurs unidirectionnels.
  • Ce type d'alimentation ou des alimentations s'en rapprochant sont par exemple décrits dans US 2006/017327 A1 , EP 2 363 940 A2 , FR 2 936 221 A1 et WO 97/21265 . Ce type d'alimentation est particulièrement utilisé en aéronautique et est destiné à fournir une tension régulée à des circuits électroniques embarqués à bord d'un aéronef.
  • Dès lors, ces alimentations sont soumises à un certain nombre de contraintes spécifiques.
  • Par exemple, elles doivent être propres à réaliser le basculement depuis un réseau d'alimentation prioritaire vers un réseau d'alimentation redondant de façon sécurisée - c'est-à-dire en prévenant tout échange d'énergie entre lesdits réseaux -, avec des phases transitoires bien contrôlées et sans oscillations dans un contexte d'augmentation de la dynamique et de l'impédance de ces réseaux d'alimentation. Le prélèvement de puissance sur des réseaux autres que le réseau prioritaire doit par ailleurs être minimisé.
  • En outre, elles doivent permettre le prélèvement d'une tension de repos sur chacun des réseaux d'alimentation redondants pour l'alimentation d'équipements électroniques auxiliaires.
  • Ces systèmes d'alimentation doivent également permettre la tenue de microcoupures survenant sur le réseau d'alimentation sélectionné et permettre le filtrage des appels de courant issus des équipements électroniques aval.
  • Enfin, elles doivent être en mesure de fonctionner à partir de réseaux d'alimentation délivrant des puissances électriques présentant des formats très différents, par exemple dont le courant fourni est continu pour certains et alternatif pour d'autres, dont la tension et/ou la fréquence est différente, et qui ne sont pas raccordés à un même potentiel de masse.
  • FR 2 815 789 décrit un système d'alimentation du type précité et propre à réaliser la sélection d'un réseau d'alimentation parmi une pluralité de réseaux d'alimentation. La logique de commutation entre les réseaux d'alimentation est rigide et mise en oeuvre par un organe de commande dédié propre à commander ouverts ou fermés des contacteurs d'un aiguillage à diodes en fonction de la tension délivrée par chacun des convertisseurs.
  • US 2005/134239 décrit également un système d'alimentation du type précité. Dans ce document, diverses topologies sont envisagées, dans lesquelles des tensions continues ou alternatives délivrées par des réseaux d'alimentation distincts sont combinées afin d'alimenter une charge située en aval du système d'alimentation.
  • Toutefois, ces solutions ne donnent pas entière satisfaction.
  • En effet, dans le contexte actuel d'augmentation de dynamique des réseaux d'alimentation, la rigidité de la logique de basculement du système d'alimentation décrit dans le premier document implique des basculements fréquents et brutaux entre les réseaux d'alimentation, ainsi que des phases de fonctionnement à faible tension des convertisseurs unidirectionnels. Ces convertisseurs sont alors fortement sollicités et les réseaux d'alimentation redondants sont mis à contribution plus que strictement nécessaire. Ceci se traduit notamment par des perturbations de la tension de distribution délivrée aux équipements électroniques situés en aval.
  • Dans le deuxième document cité, le système d'alimentation n'est pas propre à réaliser une sélection priorisée des réseaux d'alimentation. En outre, il n'est pas adapté pour filtrer les appels de courant en provenance des équipements situés en aval.
  • Un des objets de l'invention est de résoudre ces problèmes.
  • A cet effet, l'invention concerne un système d'alimentation propre à être raccordé en entrée à N réseaux d'alimentation distincts délivrant une tension d'entrée continue ou alternative et à délivrer une tension de distribution continue, N étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, du type comportant :
    • un bus de distribution fonctionnant sous la tension de distribution,
    • N convertisseurs unidirectionnels propres à être respectivement raccordés en entrée à un réseau d'alimentation donné et propres à délivrer au bus de distribution une puissance électrique,
    • des moyens de commande propres à commander les convertisseurs unidirectionnels, tel que revendiqué dans la revendication 1.
  • Selon d'autres aspects de l'invention, l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou selon toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s), et dans lesquelles :
    • les moyens de commande comportent N boucles de régulation de stockage respectivement associées à un convertisseur unidirectionnel et propres à réguler la puissance électrique délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel au bus de distribution, chaque boucle de régulation de stockage comportant une caractéristique de contrôle à réduction progressive au-delà du seuil de tension associé au réseau d'alimentation correspondant, la pente de ladite réduction progressive correspondant au gain statique de ladite boucle de régulation de stockage ;
    • les réductions progressives des caractéristiques de contrôle des N boucles de régulation de stockage sont opérées sur des plages de valeurs de la tension de stockage disjointes les unes des autres ;
    • la valeur maximale de la caractéristique de contrôle d'une boucle de régulation de stockage est également la valeur maximale des caractéristiques de contrôle des N-1 autres boucles de régulation de stockage ;
    • les gains statiques respectifs des N boucles de régulation de stockage présentent des valeurs décroissantes, le gain statique d'une boucle de régulation de stockage dont le convertisseur unidirectionnel est associé à un premier réseau d'alimentation étant inférieur au gain statique des boucles de régulation de stockage dont le convertisseur unidirectionnel est associé à un réseau d'alimentation prioritaire par rapport audit premier réseau d'alimentation ;
    • le gain statique d'une boucle de régulation de stockage dont le convertisseur unidirectionnel est associé à un premier réseau d'alimentation est déterminé par l'équation Gi = G i-1*VSTi /V STi-1, où Gi est le gain statique de ladite boucle de régulation de stockage, VSTi est le seuil de tension de stockage associé audit premier réseau d'alimentation, V STi-1 est le plus petit des seuils de tension de stockage supérieurs au seuil de tension de stockage VSTi , et G i-1 est le gain statique de la boucle de régulation de stockage dont le convertisseur unidirectionnel est associé au réseau d'alimentation dont le seuil de tension de stockage est V STi-1 ;
    • les moyens de commande comprennent N boucles de régulation de distribution respectivement associées à un convertisseur unidirectionnel donné et propres à réguler la puissance électrique délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel au bus de distribution en fonction de la tension de distribution pour la limitation de la tension de distribution ou pour la limitation d'un courant de distribution fourni au bus de distribution ;
    • chaque convertisseur unidirectionnel associé à un réseau d'alimentation donné comprend :
    • un réseau intermédiaire,
    • un convertisseur primaire unidirectionnel propre à empêcher les transferts d'énergie électrique entre le réseau d'alimentation auquel ledit convertisseur unidirectionnel est associé et les autres réseaux d'alimentation, ledit convertisseur primaire unidirectionnel étant raccordé en entrée au réseau d'alimentation correspondant et propre à délivrer au réseau intermédiaire une tension intermédiaire régulée à partir de la tension d'entrée dudit réseau d'alimentation, et
    • un isolateur bidirectionnel propre à isoler galvaniquement le réseau d'alimentation auquel ledit convertisseur unidirectionnel est associé des autres réseaux d'alimentation, ledit isolateur bidirectionnel étant raccordé en entrée au réseau intermédiaire et en sortie au bus de distribution et étant propre à être commandé par les moyens de commande pour la régulation de la puissance électrique délivrée par le convertisseur unidirectionnel au bus de distribution et pour la régulation d'une puissance électrique en provenance du bus de distribution et délivrée par ledit isolateur bidirectionnel au réseau intermédiaire correspondant ;
    • les convertisseurs primaires comprennent des moyens de redressement de la tension, des moyens de filtrage de la tension en mode commun et en mode différentiel, des moyens de protection contre les surtensions et de moyens de protection contre la foudre ;
    • les moyens de commande comprennent N boucles à réaction positive respectivement associées à un isolateur bidirectionnel donné et propres à réguler en fonction de la tension intermédiaire du réseau intermédiaire correspondant la puissance électrique délivrée par ledit isolateur bidirectionnel au bus de distribution, et donc par le convertisseur unidirectionnel correspondant, au bus de distribution d'une part, et d'autre part, la puissance électrique délivrée par ledit isolateur bidirectionnel au réseau intermédiaire correspondant ;
    • pour chaque convertisseur unidirectionnel, la boucle de régulation de stockage associée est propre à réguler la puissance électrique délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel en fonction de la tension de stockage via une première variable de contrôle, la boucle de régulation de distribution associée est propre à réguler la puissance électrique délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel, en fonction de la tension de distribution via une deuxième variable de contrôle, et la boucle à réaction positive associée est propre à réguler la puissance délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel via une troisième variable de contrôle, la puissance délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel au bus de distribution étant proportionnelle à la différence entre d'une part le minimum des première et deuxième variables de contrôle, et d'autre part la troisième variable de contrôle ;
    • le dispositif de stockage d'énergie est raccordé au bus de distribution via un chargeur bidirectionnel propre à réaliser le transfert d'énergie électrique entre le bus de distribution et le dispositif de stockage d'énergie ; et
    • le dispositif de stockage d'énergie comprend une boucle de régulation de chargeur propre à commander le chargeur bidirectionnel pour la régulation du transfert d'énergie entre le chargeur bidirectionnel et le bus de distribution pour l'asservissement de la tension de distribution à une tension de distribution de référence.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
    • la Figure 1 est une représentation schématique d'un système d'alimentation selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
    • la Figure 2 est une vue analogue à celle de la Figure 1 d'un système d'alimentation selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
    • la Figure 3 est une vue analogue à celle de la Figure 3 d'un système d'alimentation selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
    • la Figure 4 est un diagramme de représentation de caractéristiques de contrôle de boucles de régulation de stockage que comprend l'invention ; et
    • la Figure 5 est une représentation schématique de variations de tensions et de puissances lors du fonctionnement d'un système d'alimentation selon le troisième mode de réalisation.
  • En référence à la Figure 1 qui illustre un premier mode de réalisation de l'invention, le système d'alimentation 10 à entrées multiples hétérogènes, ci-après « système d'alimentation 10 » ou « système 10 », est propre à être raccordé en entrée à N réseaux d'alimentation Ri, N étant un entier supérieur ou égal à 2 et où i est un entier compris entre 1 à N, à prévenir les transferts d'énergie entre les réseaux d'alimentation Ri et à délivrer une tension de distribution VBUS continue et régulée à des équipements électroniques situés en aval à partir de tensions d'entrée V1, ..., VN délivrées par les réseaux d'alimentation Ri.
  • Pour la fourniture de la tension de distribution VBUS, le système 10 est propre à prélever de l'énergie électrique sur les réseaux d'alimentation Ri selon un ordre de priorité entre ces réseaux. Cet ordre de priorité est décrit plus en détail ci-dessous. Le prélèvement de l'énergie électrique est réalisé de façon sécurisée, sans échange d'énergie entre les réseaux d'alimentation Ri, et de façon à minimiser l'énergie électrique prélevée sur les réseaux d'alimentation Ri autres que le réseau d'alimentation prioritaire.
  • En outre, le système 10 est adapté pour la tenue de microcoupures ou de disparitions de la tension d'entrée Vi du réseau d'alimentation Ri couramment sélectionné, et pour filtrer les appels de courant issus des équipements électroniques situés en aval.
  • A cet effet, le système 10 comprend N convertisseurs unidirectionnels C1, ..., CN, un bus de distribution 16, et un dispositif de stockage d'énergie 18. Le système d'alimentation 10 comprend également des moyens de commande 20 pour la commande des N convertisseurs unidirectionnels Ci.
  • Les réseaux d'alimentation Ri délivrent de l'énergie électrique présentant des formats variés. Par exemple, certains courants délivrés par les réseaux d'alimentation Ri sont continus et la tension d'entrée Vi correspondante vaut 28 V ou 270 V, et le courant issu d'autres réseaux d'alimentation Ri est alternatif et la tension d'entrée Vi vaut par exemple 115 V ou 230 V et sa fréquence est comprise dans la plage 46Hz-800Hz.
  • Dans l'exemple de la Figure 1, le système 10 est raccordé à N réseaux d'alimentation R1, ..., RN dont certains sont alimentés par des alternateurs et dont d'autres sont alimentés par des batteries. Les tensions d'entrée V1, ..., VN présentent alors des dynamiques importantes, les impédances des réseaux Ri étant aussi importantes. Cela impose un profil de tension aux entrées des convertisseurs Ci très dynamique et peu contrôlé.
  • Les convertisseurs unidirectionnels Ci sont propres à prévenir tout transfert d'énergie électrique entre les réseaux d'alimentation Ri et à respectivement délivrer une puissance électrique P1, ..., PN régulée au bus de distribution 16 à partir d'une tension d'entrée V1, ..., VN.
  • A cet effet, chaque convertisseur unidirectionnel Ci est propre à être raccordé en entrée à un réseau d'alimentation Ri donné et est raccordé en sortie au bus de distribution 16.
  • Chaque convertisseur unidirectionnel est également propre à être commandé par les moyens de commande 20 pour la régulation de la puissance électrique P1, ..., PN qu'il délivre au bus de distribution 16, comme on le verra par la suite.
  • En outre, chaque convertisseur unidirectionnel Ci raccordé à un réseau d'alimentation Ri fournissant un courant alternatif est propre à redresser le courant de façon à délivrer au bus de distribution 16 un courant continu.
  • En variante, chaque convertisseur unidirectionnel Ci est également propre à isoler galvaniquement le réseau d'alimentation Ri auquel il est raccordé des autres réseaux d'alimentation R1, ..., RN.
  • De manière connue, de tels convertisseurs 14 sont par exemple réalisés par des convertisseurs de type « Flyback » connus de l'homme du métier.
  • Le bus de distribution 16 est propre à assurer le transfert d'énergie entre les réseaux d'alimentation Ri et les équipements électroniques situés en aval du système d'alimentation.
  • A cet effet, comme indiqué précédemment, les sorties des convertisseurs unidirectionnels Ci sont toutes raccordées au bus de distribution 16, qui fonctionne sous une tension de distribution VBUS. Les équipements électroniques aval sont alors raccordés directement au bus de distribution 16, ou bien y sont raccordés via un commutateur sécurisé (non représenté) et/ou via un ou plusieurs convertisseurs de puissance.
  • La tension de distribution VBUS est propre à être asservie à une tension de distribution de référence V*BUS et est propre à être maintenue inférieure à une valeur maximale VBUS_MAX via la commande des convertisseurs unidirectionnels, comme on le verra par la suite.
  • Dans l'exemple de la Figure 1, la tension de distribution de référence V*BUS est prise égale à 12 V.
  • Le dispositif de stockage d'énergie 18 est propre à stocker de l'énergie électrique en provenance du bus de distribution 16 et à restituer l'énergie électrique stockée au bus de distribution 16, ainsi qu'à permettre au système d'alimentation 10 la tenue de microcoupures ou de disparitions des tensions d'entrée V1, ..., VN.
  • En outre, il est propre à filtrer des pulsations de charge résultant d'appels de puissance électrique réalisées par les équipements électroniques aval. En effet, les fréquences des pulsations de charge sont généralement d'un ordre de grandeur très supérieur à celui de la fréquence des cycles de charge-décharge du dispositif de stockage d'énergie 18 qui est celui déterminant pour la commande des convertisseurs unidirectionnels Ci. Dès lors, les pulsations de charge sont atténuées pour les réseaux d'alimentation Ri, comme on le verra par la suite.
  • Le dispositif de stockage d'énergie 18 est raccordé au bus de distribution 16 et fonctionne sous une tension de stockage VST.
  • Dans le mode de réalisation de la Figure 1, le dispositif de stockage d'énergie 18 est un dispositif capacitif, la tension de stockage VST étant représentative d'une quantité d'énergie électrique E qu'il contient. La tension de stockage VST est régulée à une tension de stockage prescrite V*ST. Par exemple, la valeur de la tension de stockage prescrite V*ST vaut 90 V.
  • Les moyens de commande 20 sont propres à commander simultanément les convertisseurs unidirectionnels Ci pour la régulation des puissances électriques P1, ..., PN délivrées par ces convertisseurs au bus de distribution 16 en fonction de la quantité d'énergie électrique E.
  • Dans l'exemple de la Figure 1, les moyens de commande 20 sont propres à commander les convertisseurs unidirectionnels Ci pour la régulation des puissances électriques P1, ..., PN délivrées par ces convertisseurs au bus de distribution 16 en fonction de la tension de stockage VST.
  • La commande des convertisseurs unidirectionnels Ci par les moyens de commande 20 met en oeuvre un algorithme de régulation des puissances électriques P1, ..., PN délivrées en fonction de la tension de stockage VST, comme on le verra par la suite.
  • Les moyens de commande 20 comprennent N boucles de régulation de stockage X1, ..., XN. Chaque boucle de régulation de stockage Xi est respectivement associée à un convertisseur unidirectionnel Ci donné.
  • Chaque boucle de régulation de stockage Xi est propre à réaliser la commande du convertisseur unidirectionnel Ci correspondant à partir de la mesure de la tension de stockage VST.
  • N seuils de tension de stockage VST1, ..., VSTN sont respectivement associés aux N réseaux d'alimentation R1, ..., RN.
  • Ces seuils de tension de stockage VST1, ..., VSTN sont décroissants et définissent un ordre de priorité entre les réseaux d'alimentation Ri tel que le réseau d'alimentation Ri de seuil de tension de stockage de référence VSTi est prioritaire par rapport aux réseaux d'alimentation RSTi+k dont les tensions de stockage de référence VSTi+k sont inférieures, k étant un entier compris entre 1 et N-i.
  • Les moyens de commande 20 sont alors propres à commander le convertisseur unidirectionnel Ci correspondant en fonction de la tension de stockage VST pour que la puissance électrique transférée au bus de distribution 16 par les réseaux d'alimentation Ri , ..., RN parmi lequel ledit réseau d'alimentation Ri est prioritaire provienne préférentiellement du réseau d'alimentation Ri, comme on le verra par la suite.
  • La commande des convertisseurs unidirectionnels Ci est réalisée par chaque boucle de régulation de stockage Xi via une première variable de contrôle ϕSSi qui est une fonction de la tension de stockage VST.
  • En référence à la Figure 4, qui illustre les caractéristiques de contrôle 23 des boucles de régulation de stockage Xi dans le cas où N est pris égal à 3, les caractéristiques de contrôle 23, c'est-à-dire les fonctions déterminant la première variable de contrôle ϕ SS1, ..., ϕSSN des boucles de régulation X1, ..., XN correspondantes en fonction de la tension de stockage VST, présentent chacune une réduction progressive 24 de puissance transférée, les réductions progressives 24 des différentes caractéristiques de contrôle 23 étant opérées sur des plages de valeurs de la tension de stockage VST disjointes les unes des autres.
  • Les pentes des réductions progressives 24 correspondent respectivement au gain statique Gi de la boucle de régulation de stockage Xi correspondante.
  • La caractéristique de contrôle 23 d'une boucle de régulation de stockage Xi donnée présente une tension de stockage de coupure valant le seuil de tension de stockage VSTi associé au réseau d'alimentation Xi correspondant.
  • Les caractéristiques de contrôle 23 présentent un maximum commun ϕS_MAX qui correspond à la commande d'un transfert de puissance électrique Pi maximal entre le réseau d'alimentation Ri considéré et le bus de distribution 16.
  • Il est à noter que lorsque la première variable de contrôle ϕSSi vaut ϕS_MAX , le convertisseur unidirectionnel Ci est commandé pour un transfert de puissance électrique Pi maximal, mais que la puissance électrique transférée au bus de distribution peut être nulle. Ceci est par exemple le cas lorsque la tension d'entrée Vi correspondante est nulle.
  • A chaque réseau d'alimentation Ri, on associe une tension de stockage de référence V* STi du réseau d'alimentation Ri définie par :
    V* STi = VSTi + ϕS_MAX /Gi , où Gi est le gain statique de la boucle de régulation de stockage Xi, ϕS_MAX est le maximum des caractéristiques de contrôle 23 des boucles de régulation de distribution Xi et VSTi est le seuil de tension de stockage du réseau d'alimentation Ri.
  • La tension de stockage de référence V* STi du réseau d'alimentation Ri est alors la valeur de la tension de stockage à laquelle la tension de stockage VST est prescrite lorsque la tension de stockage VST est sur la plage de valeurs de la réduction progressive 24 de la caractéristique de contrôle 23 de la boucle de régulation de distribution Xi.
  • La tension de stockage de référence V* STi correspond au minimum des valeurs de la tension de stockage VST auxquelles la première variable de contrôle ϕSSi vaut 0, c'est-à-dire auxquelles le convertisseur unidirectionnel Ci est commandé par les moyens de commande 20 pour transférer une puissance électrique Pi nulle au bus de distribution 16.
  • L'asservissement de la tension de stockage VST à cette valeur V* STi permet ainsi de minimiser le prélèvement d'énergie électrique sur le réseau d'alimentation Ri correspondant.
  • La plage de valeurs sur laquelle la réduction progressive 24 de la caractéristique de contrôle 23 d'une boucle de régulation Xi est opérée est ainsi [VSTi ;V* STi ], avec V*ST1 égal à V*ST. Cette plage de valeurs définit ainsi une région de fonctionnement du système 10 associée au réseau d'alimentation de référence Ri.
  • Les réductions progressives 24 des caractéristiques de contrôle 23 sont séparées les unes des autres par des plages de transparence 25. Les plages de transparence 25 sont respectivement associées à un réseau d'alimentation Ri donné et correspondent à une quantité d'énergie que le dispositif de stockage 18 d'énergie est propre à fournir au bus de distribution 16 pour l'alimentation des équipements électroniques aval lors de la disparition de la tension d'entrée Vi du réseau d'alimentation Ri correspondant, comme on le verra par la suite.
  • Le gain statique Gi de la boucle de régulation de stockage Xi est déterminé par l'équation : Gi = G i-1*VSTi /V STi-1, où Gi est le gain statique de la boucle de régulation de stockage Xi, VSTi est le seuil de tension de stockage associé au réseau d'alimentation Ri, V STi-1 est le plus petit des seuils de tension de stockage supérieurs au seuil de tension de stockage VSTi , et G i-1 est le gain de la boucle de régulation de stockage dont le convertisseur unidirectionnel est associé au réseau d'alimentation dont le seuil de tension de stockage est V STi-1 .
  • Les gains statiques Gi des N boucles de régulation de stockage Xi présentent des valeurs décroissantes, le gain statique Gi d'une boucle de régulation de stockage Xi dont le convertisseur unidirectionnel Ci est associé à un premier réseau d'alimentation Ri étant inférieur au gain statique Gk des boucles de régulation de stockage Xi dont le convertisseur unidirectionnel Ck est associé à un réseau d'alimentation Rk prioritaire par rapport audit premier réseau d'alimentation Ri.
  • Plus le gain statique Gi est élevé, plus la tension de stockage VST est maintenue proche de la tension de stockage de référence V* STi du réseau d'alimentation Ri.
  • En revanche, plus le gain statique Gi est élevé, moins le dispositif de stockage d'énergie 18 pourra filtrer les pulsations de charge. En effet, un gain statique Gi élevé se traduit par une compensation de la moindre variation de la tension de stockage VST par la modification de la puissance électrique Pi délivrée par son convertisseur unidirectionnel Ci. En d'autres termes, plus le gain statique Gi est élevé, plus les pulsations de charge sont visibles pour le réseau d'alimentation Ri correspondant.
  • En outre, lorsque la tension de stockage VST diminue, l'énergie électrique contenue dans les moyens de stockage 18 disponible pour le filtrage des pulsations de charge diminue.
  • Ceci se traduit par une augmentation du courant traversant le dispositif de stockage d'énergie 18 et par des variations importantes de la tension de stockage VST.
  • Cette variation de tension s'exprime sous la forme suivante pour une pulsation de charge ILOAD sinusoïdale: Δ V S T = V B U S V S T I L O A D Y C s t
    Figure imgb0001
  • Où YCst est la capacité de stockage du dispositif de stockage d'énergie.
  • Un meilleur filtrage des pulsations de charge est alors obtenu par une augmentation de la capacité de stockage maximale YCst , ou par la relaxation de l'asservissement de la tension de stockage VST à la tension de stockage de référence V'STi du réseau d'alimentation Ri, c'est-à-dire par une diminution du gain statique Gi de la boucle de régulation Xi correspondante.
  • Le fonctionnement du système d'alimentation 10 selon l'invention va maintenant être décrit en référence à la Figure 4.
  • La Figure 4 illustre l'algorithme de régulation des puissances électriques P1, ..., PN 20 en fonction de la tension de stockage VST, l'algorithme étant mis en oeuvre par les moyens de commande 20. Les valeurs de la tension de stockage VST sont divisées en régions (1 à 7).
  • La région 1 est une condition transitoire causée par le temps de réponse des boucles de régulation, comme on le verra par la suite.
  • Dans cette région 1, le dispositif de stockage d'énergie 18 transfère alors son énergie électrique au bus de distribution 16 pour l'alimentation des équipements électroniques aval, les convertisseurs unidirectionnels Ci étant pilotés par les boucles de régulation de stockage Xi pour ne pas transférer de puissance électrique Pi au bus de distribution 16.
  • La quantité d'énergie E diminue alors, et la tension de stockage VST baisse jusqu'à une région 2, qui est une région de fonctionnement du système d'alimentation 10 associée au réseau d'alimentation prioritaire R1.
  • Dans cette région 2 délimitée par les valeurs de tension de stockage VST1 et V*ST, la boucle de régulation de stockage X1 commande le convertisseur unidirectionnel C1 de sorte que la tension de stockage VST soit maintenue proche de la tension de stockage de référence V*ST. Si la tension de stockage VST passe sous la tension de stockage de référence V*ST, la boucle de régulation de stockage X1 commande l'augmentation de la puissance électrique P1 de sorte que la tension de stockage VST augmente.
  • Inversement, si la tension de stockage VST dépasse V*ST et pénètre dans la région 1, la boucle de régulation de stockage X1 commande le convertisseur unidirectionnel de sorte que la puissance électrique P1 délivrée soit nulle.
  • En régime permanent, les puissances électriques P1, ..., PN délivrées par les convertisseurs unidirectionnels C1, ..., CN au bus de distribution 16 correspondent à la puissance électrique de charge PLOAD délivrée en sortie aux équipements électroniques via la tension de distribution VBUS. La tension de distribution est alors maintenue à la valeur de la tension de distribution de référence V*BUS.
  • Lors d'une diminution de la tension d'entrée V1, par exemple lors d'une panne se produisant sur le réseau d'alimentation R1, la puissance électrique délivrée par le convertisseur unidirectionnel C1 au bus de distribution 16 diminue, ce qui tend à faire chuter la tension de stockage VST. La boucle de régulation X1 commande au convertisseur unidirectionnel C1 d'augmenter le transfert de puissance électrique P1 entre le réseau d'alimentation R1 et le bus de distribution 16, éventuellement jusqu'à saturation de la boucle de régulation de stockage X1
  • La saturation de la boucle de régulation de stockage Xi correspond à la commande par ladite boucle au convertisseur unidirectionnel Ci correspondant d'un transfert de puissance électrique Pi maximal entre le réseau d'alimentation Ri et le bus de distribution 16 (la puissance électrique Pi effectivement transférée pouvant être nulle).
  • Si la tension d'entrée V1 disparaît, la puissance électrique P1 délivrée par le convertisseur unidirectionnel C1 au bus de distribution est insuffisante pour charger le dispositif de stockage d'énergie 18, et le dispositif de stockage d'énergie 18 se décharge en alimentant les équipements électroniques. La tension de stockage VST diminue alors jusqu'à une région 3.
  • Cette région 3 correspond à la plage de transparence 25 du réseau d'alimentation R1 dans laquelle la boucle de régulation de stockage X1 est saturée, et les autres boucles de régulation de stockage X2, ..., XN commandent leur convertisseur unidirectionnel respectif Ci pour un transfert de puissance P2, ..., PN nul entre le réseau d'alimentation Ri correspondant et le bus de distribution 16.
  • Tant que la tension d'entrée V1 du réseau d'alimentation prioritaire R1 reste insuffisante, le dispositif de stockage d'énergie 18 se décharge et la tension de stockage VST diminue jusqu'à passer dans une région 4.
  • Dans cette région 4 délimitée par les valeurs de tension de stockage VST2 et V*ST2 et qui correspond à une région de fonctionnement associée au réseau d'alimentation R2, la boucle de régulation de stockage X2 du réseau d'alimentation R2 prioritaire après le réseau d'alimentation prioritaire R1 commande au convertisseur unidirectionnel C2 correspondant un transfert de puissance électrique P2 vers le bus de distribution 16 afin que la tension de stockage VST demeure proche de la valeur V*ST2, c'est-à-dire afin d'équilibrer la puissance consommée sur le réseau d'alimentation R2 et la puissance fournie au bus16.
  • La boucle de régulation de stockage X1 du réseau d'alimentation R1 prioritaire demeure alors saturée.
  • Le gain statique G2 de la boucle de régulation stockage X2 est alors défini via le gain statique G1 suivant l'équation G 2 = G 1*V ST2/V ST1.
  • Comme précédemment, si la tension de stockage VST diminue, par exemple du fait de la disparition de la tension d'entrée V2, la boucle de régulation de stockage X2 commande au convertisseur unidirectionnel C2 d'augmenter le transfert de puissance P2 entre le réseau d'alimentation R2 et le bus de distribution 16 de façon à fournir un surplus d'énergie électrique pour la recharge du dispositif de stockage d'énergie 18.
  • Si la tension de stockage VST continue de chuter malgré la saturation de la boucle de régulation de stockage X2, la tension de stockage VST diminue vers une seconde plage de transparence 25 qui correspond à la transparence du réseau d'alimentation R2.
  • Sans réapparition des tensions d'entrée V1 ou V2, la tension de stockage VST diminue alors jusqu'à une région 6 délimitée par les valeurs de tension de stockage VST3 et V*ST3. Dans cette région 6, la boucle de régulation de stockage X3 commande le convertisseur unidirectionnel C3 pour un transfert de puissance électrique P3 de façon à ce que la tension de stockage VST soit maintenue proche de la valeur V*ST3, c'est-à-dire de façon à équilibrer la puissance consommée sur le réseau d'alimentation R3 et la puissance fournie au bus de distribution 16.
  • Les boucles de régulation de stockage X1 et X2 sont toujours saturées.
  • En revanche, dans la région 4, si le réseau d'alimentation prioritaire réapparaît, c'est-à-dire le réseau d'alimentation R1, la puissance électrique P1 transférée au bus de distribution 16 par le convertisseur unidirectionnel C1 croît graduellement depuis 0.
  • La boucle de régulation de stockage X1 de ce réseau étant saturée, la puissance électrique transférée simultanément par les deux convertisseurs unidirectionnels C1 et C2 au bus de distribution 16 correspond à un surplus d'énergie électrique par rapport à ce que le système d'alimentation 10 délivre aux équipements électroniques, ce qui a pour conséquence la recharge du dispositif de stockage d'énergie 18 et l'augmentation de la tension de stockage VST.
  • La tension de stockage VST augmente alors jusqu'à la sortie de la région 4, c'est-à-dire la commande par la boucle de régulation de stockage X2 au convertisseur unidirectionnel C2 d'un transfert de puissance électrique P2 nul du réseau d'alimentation R2 vers le bus de distribution 16.
  • Le transfert de puissance électrique P1 entre le réseau prioritaire R1 et le bus de distribution 16 étant maximal, la tension de stockage VST continue d'augmenter jusqu'à son entrée dans la région 2, qui correspond au fonctionnement nominal du système d'alimentation 10.
  • En pratique, initialement, le système d'alimentation 10 se trouve dans la région 7, la tension de stockage VST étant nulle et toutes les boucles de régulation de stockage Xi étant saturées. Lorsqu'au moins un réseau d'alimentation est disponible, la saturation de ces boucles induit l'augmentation de ladite tension de stockage VST jusqu'à son entrée dans la région de fonctionnement associée au réseau d'alimentation Ri prioritaire, comme décrit ci-dessus.
  • La logique de commande des moyens de commande 20 est ainsi réalisée en fonction de la quantité d'énergie E du dispositif de stockage d'énergie 18 et réalise la régulation simultanée de la puissance électrique Pi délivrée par chaque convertisseur unidirectionnel Ci au bus de distribution 16.
  • Cette logique de commande s'affranchit de l'évaluation de la disponibilité des réseaux d'alimentation Ri et de toute commutation qui, à un instant donné, limite à un le nombre de réseaux d'alimentation Ri propres à fournir de l'énergie électrique au bus de distribution 16.
  • En effet, lorsque la tension de stockage VST est inférieure à plusieurs seuils de tensions de stockage VSTi, les boucles de régulation de stockage Xi associées aux réseaux d'alimentation Ri de seuils de tension de stockage VSTi supérieurs à la tension de stockage VST sont saturées. Ces réseaux d'alimentation Ri sont ainsi prêts à transférer sans délai ou commutation leur puissance électrique Pi au bus de distribution 16.
  • Ceci permet notamment de minimiser l'amplitude des phases transitoires en cas d'apparition d'un des réseaux d'alimentation.
  • En outre, la puissance électrique Pi fournie par un réseau d'alimentation Ri au bus de distribution 16 croît et décroit graduellement et continûment, ce qui minimise les perturbations sur les réseaux d'alimentation Ri.
  • La Figure 2 illustre un second mode de réalisation de l'invention.
  • Dans ce deuxième mode de réalisation, le système d'alimentation 10 comprend les mêmes organes que précédemment. Ceux-ci ne seront donc pas décrits.
  • En outre, le système d'alimentation 10 comprend un chargeur bidirectionnel 26.
  • Les moyens de commande 20 comprennent N boucles de régulation de distribution désignées par les références Y1, ..., YN et une boucle de régulation de chargeur BE propre à piloter le chargeur 26 pour l'asservissement de la tension de distribution VBUS à la tension de distribution de référence V*BUS.
  • Par ailleurs, les moyens de commande 20 comprennent N blocs de contrôle L1, ..., LN respectivement raccordés en entrée à une boucle de régulation de stockage Xi et à une boucle de régulation de distribution Yi, et en sortie au convertisseur unidirectionnel Ci correspondant.
  • Le chargeur 26 est raccordé d'une part au bus de distribution 16 et d'autre part au dispositif de stockage d'énergie 18. Il est propre à prélever de la puissance électrique sur le bus de distribution 16 et à la délivrer au dispositif de stockage d'énergie 18, et inversement.
  • Le chargeur 26 est par exemple réalisé par un convertisseur abaisseur de tension contrôlé de façon synchrone ou encore un convertisseur abaisseur/élévateur de tension à inductance commune.
  • Les N boucles de régulation de distribution Yi sont propres à commander la puissance électrique Pi délivrée par les convertisseurs unidirectionnels Ci au bus de distribution 16 en fonction de la tension de distribution VBUS. Cette commande est réalisée par chaque boucle de régulation de distribution Yi via une deuxième variable de contrôle ϕ FS1, ..., ϕFSN .
  • Plus particulièrement, les boucles de régulation de distribution Yi sont propres à commander les convertisseurs unidirectionnels Ci pour la limitation de la tension de distribution VBUS.
  • A cet effet, à chaque boucle de régulation de distribution Yi est associée une tension de distribution locale V*BUSi telle que si la tension de distribution VBUS dépasse la tension de distribution locale V*BUSi, la boucle de régulation de distribution Yi correspondante commande la limitation de la puissance électrique Pi fournie par le convertisseur correspondant, ce qui tend en retour à limiter la tension de distribution VBUS.
  • Les tensions de distribution locales V*BUS1, ..., V*BUSN sont strictement décroissantes et supérieures à la tension de distribution de référence V*BUS de la boucle de régulation de chargeur BE.
  • Lorsque la tension de distribution VBUS est supérieure à V*BUS, ce qui se produit notamment lorsque plusieurs convertisseurs unidirectionnels Ci transfèrent une puissance électrique non nulle au bus de distribution 16, la puissance électrique Pi issue du réseau d'alimentation Ri prioritaire parmi ces réseaux d'alimentation est ainsi prioritairement transférée au bus de distribution 16.
  • Chaque bloc de contrôle Li est propre à limiter la puissance électrique Pi délivrée par le convertisseur unidirectionnel Ci correspondant par la sélection du minimum entre la première variable de contrôle ϕSSi de la boucle de régulation de stockage Xi et la deuxième variable de contrôle ϕFSi de la boucle de régulation de distribution Yi.
  • En variante, les boucles de régulation de distribution Yi sont propres à commander les convertisseurs unidirectionnels Ci pour la limitation d'un courant de distribution IBUS qu'ils fournissent au bus de distribution 16.
  • Le fonctionnement du système d'alimentation 10 selon le deuxième mode de réalisation découle du fonctionnement de l'invention selon le premier mode de réalisation et va maintenant être décrit, toujours en référence à la Figure 4.
  • Dans ce mode de réalisation, outre les aspects du fonctionnement du système d'alimentation 10 décrits précédemment, le chargeur 26 prélève de la puissance électrique sur le bus de distribution 16 lorsque la tension de distribution VBUS dépasse la tension de distribution de référence V*BUS et transfère cette puissance électrique au dispositif de stockage d'énergie 18, c'est-à-dire qu'il charge le dispositif de stockage d'énergie 18.
  • A l'inverse, lorsque la tension de distribution VBUS passe sous sa valeur de référence V*BUS, le chargeur 26 compense en déchargeant le dispositif de stockage d'énergie 18 de façon à introduire un surplus d'énergie électrique sur le bus de distribution 16, ce qui tend à faire augmenter la tension de distribution VBUS.
  • En référence à la Figure 4, dans une région associée à un réseau d'alimentation Ri, lorsqu'un réseau d'alimentation Rj prioritaire réapparaît (j entier inférieur à i), la saturation de la boucle de régulation de stockage Xj se traduit par une augmentation rapide de la tension de distribution VBUS Afin de prévenir ces excursions de la tension de distribution VBUS sur le bus de distribution 16 qui peuvent nuire aux équipements électroniques aval, le bloc de contrôle Lj du convertisseur unidirectionnel Ci limite la puissance électrique Pi qu'il délivre en procédant comme décrit ci-dessus.
  • Les blocs de contrôle Li garantissent ainsi que la tension de distribution VBUS demeure sous la tension de distribution maximale VBUS_MAX.
  • Il est à noter que les vitesses des boucles de régulation de distribution Yi sont supérieures aux vitesses des boucles de régulation de stockage Xi correspondantes.
  • Ce mode de réalisation est donc avantageusement utilisé pour limiter la tension de distribution VBUS.
  • La Figure 3 illustre un troisième de mode de réalisation de l'invention, dans lequel le système d'alimentation 10 comprend les mêmes organes que dans le second mode de réalisation, et par conséquent ces organes ne seront pas décrits à nouveau.
  • Dans ce troisième mode de réalisation, chaque convertisseur unidirectionnel C1, ..., C N associé à un réseau d'alimentation donné comprend :
    • un réseau intermédiaire T1, ..., T N ,
    • un convertisseur primaire unidirectionnel F1 , ..., F N , et
    • un isolateur bidirectionnel I1, ..., I N .
  • En outre, les moyens de commande 20 comprennent N boucles à réaction positive Z1, ..., Z N . Chaque boucle à réaction positive Zi est respectivement associée à un isolateur bidirectionnel Ii donné.
  • Les convertisseurs primaires unidirectionnels Fi, ci-après convertisseurs primaires Fi, sont propres à empêcher les transferts d'énergie électrique entre le réseau d'alimentation Ri auquel ils sont respectivement associés et les autres réseaux d'alimentation.
  • Chaque convertisseur primaire Fi est raccordé en entrée au réseau d'alimentation Ri correspondant et est propre à délivrer au réseau intermédiaire Ti correspondant une tension intermédiaire V Pi régulée à une tension intermédiaire prescrite V* Pi , à partir de la tension d'entrée Vi dudit réseau d'alimentation. Chaque convertisseur primaire Fi est alors piloté par une boucle de régulation primaire FECi pour ce faire.
  • Les convertisseurs primaires Fi comprennent des moyens de redressement du courant, des moyens de filtrage de la tension d'entrée Vi en mode commun et en mode différentiel, ainsi que des moyens de protection contre les surtensions et de moyens de protection contre la foudre.
  • Les convertisseurs primaires Fi sont par exemple de type abaisseur / élévateur de tension à inductance commune lorsque le courant fournit par le réseau d'alimentation correspondant est continu et que la tension d'entrée Vi vaut 28 V ou 270 V, et sont par exemple de type Boost PFC lorsque le courant fourni est alternatif et la tension d'entrée Vi vaut 115 V ou 230 V.
  • Les isolateurs bidirectionnels Ii, ci-après isolateurs Ii, sont propres à permettre le transfert bidirectionnel d'énergie électrique entre le réseau intermédiaire Ti associé et le bus de distribution 16. En outre, les isolateurs Ii sont propres à isoler galvaniquement le réseau d'alimentation Ri auquel le convertisseur unidirectionnel Ci dont ils font partie est associé des autres réseaux d'alimentation Ri et à alimenter des équipements auxiliaires primaires (non représentés).
  • Chaque isolateur Ii est raccordé en entrée à un réseau intermédiaire Ti et en sortie au bus de distribution 16. Via une sortie 28, le réseau intermédiaire Ti permet d'alimenter des équipements auxiliaires (non représentés) et des circuits auxiliaires (non représentés) auxquels il délivre un courant de polarisation pour leur fonctionnement.
  • Chaque boucle à réaction positive Zi est associée à un isolateur Ii donné et est propre à commander ledit isolateur Ii pour la régulation de la puissance électrique Pi que cet isolateur délivre en fonction de la tension intermédiaire VPi. Cette commande est réalisée via une troisième variable de commande ϕ P1, ..., ϕPN.
  • En outre, chaque boucle à réaction positive Zi est propre à commander l'isolateur Ii pour la régulation d'une puissance électrique P' i transférée par l'isolateur Ii au bus intermédiaire Ti associé depuis le bus de distribution 16.
  • La puissance électrique P' i est utilisée pour l'alimentation d'équipements électroniques via leur raccord à un bus intermédiaire Ti dont l'isolateur Ii est couramment commandé pour ne pas transférer de puissance électrique Pi à destination du bus de distribution 16.
  • Dans l'exemple de la Figure 3, ceci permet par exemple d'alimenter ainsi un équipement électronique à partir du bus intermédiaire T2 du convertisseur unidirectionnel C2, qui est par ailleurs commandé par la boucle de régulation de stockage X2 pour délivrer au bus de distribution 16 une puissance électrique nulle P2 lors du fonctionnement nominal du système d'alimentation 10.
  • Les isolateurs Ii sont par exemple réalisés par des convertisseurs de type Dual Active Bridge, qui provient de l'anglais et signifie Pont Actif Dual, ou encore par des convertisseurs de type Load-Resonant (LRC), qui provient de l'anglais et signifie convertisseur à résonance. Ils sont par exemple munis de dispositifs de type Active Secondary Rectifier, qui provient de l'anglais et signifie redresseur secondaire actif.
  • Comme illustré sur la Figure 3, la régulation de la puissance électrique Pi délivrée par chaque convertisseur unidirectionnel Ci au bus de distribution 16 est réalisée via la commande des isolateurs I1, ..., I N . La commande de chaque isolateur Ii est réalisée :
    • par la boucle de régulation de stockage Xi associée en fonction de la tension de stockage VST,
    • par la boucle de régulation de distribution Yi associée en fonction de la tension de distribution VBUS, et
    • par la boucle à réaction positive Zi associée en fonction de la tension intermédiaire VPi du bus intermédiaire Ti correspondant.
  • Dans ce troisième mode de réalisation, le bloc de contrôle Li et la boucle à réaction positive Zi associés à un convertisseur unidirectionnel Ci donné sont alors raccordées en sortie à un soustracteur CPi propre à commander l'isolateur Ii pour un transfert de puissance électrique Pi en fonction des trois variables de contrôle ϕSSi , ϕFSi et ϕPi.
  • La puissance électrique Pi délivrée par chaque convertisseur unidirectionnel Ci au bus de distribution 16 est proportionnelle à la différence entre d'une part le minimum de la première variable de contrôle ϕSSi et la deuxième variable de contrôle ϕFSi , et d'autre part la troisième variable de contrôle ϕPi , c'est à dire que : P i ∝ min ϕ S S i ; ϕ F S i − ϕ P i .
    Figure imgb0002
  • Il convient de noter que la boucle de régulation de stockage Xi de chaque convertisseur unidirectionnel Ci est la seule boucle de régulation propre à commander la puissance électrique Pi délivrée par ledit isolateur Ii à la hausse, la boucle de régulation de distribution Yi et la boucle à réaction positive Zi étant propre à limiter cette puissance électrique Pi.
  • Le fonctionnement du système d'alimentation 10 selon le troisième mode de réalisation de l'invention découle du fonctionnement du système 10 selon le deuxième mode de réalisation et va maintenant être décrit en référence aux Figures 3, 4 et 5.
  • Outre les aspects du fonctionnement du système 10 selon le deuxième mode de réalisation décrits précédemment, lors du fonctionnement du système d'alimentation 10 dans une région associée à un réseau d'alimentation Ri donné, il arrive que la tension d'entrée Vi délivrée par le réseau d'alimentation Ri correspondant diminue temporairement. Un tel phénomène porte le nom de Brown-out, qui provient de l'anglais et signifie baisse de tension.
  • Cette baisse de tension se traduit par une diminution de la tension intermédiaire VPi correspondante.
  • En l'absence d'informations portant sur cette baisse de tension d'entrée Vi, les boucles de régulation de stockage Xi et de distribution Yi commandent l'isolateur Ii correspondant pour transférer la même puissance électrique Pi du réseau intermédiaire Ti au bus de distribution 16, ce qui peut causer une disparition de la tension intermédiaire VPi.
  • La boucle à réaction positive Zi du réseau d'alimentation Ri considéré commande alors l'isolateur Ii via l'augmentation de la troisième variable de contrôle ϕPi pour que la puissance électrique Pi fournie au bus de distribution 16 diminue.
  • Les équipements électroniques sont alors alimentés via à la fois le réseau d'alimentation Ri dont le fonctionnement est dégradé et le dispositif de stockage d'énergie 18, et ce tant que la tension de stockage demeure dans la plage de tensions [VSTi; V*STi].
  • Lorsque la tension de stockage se situe dans une plage de valeurs [VSTi; V*STi] correspondant à un réseau d'alimentation Ri, la tension intermédiaire V Pk vue par chaque convertisseur primaire Fk associé à un réseau d'alimentation Rk de moindre priorité que le réseau d'alimentation Ri est supérieure à la tension intermédiaire prescrite V* Pk , et ce du fait de la bidirectionnalité des isolateurs Ik, avec k entier supérieur à i,.
  • En effet, la tension de distribution VBUS est vue par le convertisseur primaire Fk moyennant un coefficient de transformation et l'action de la boucle à réaction positive Zk correspondante, de telle sorte que la tension intermédiaire V Pk est maintenue au dessus de la tension intermédiaire prescrite V* Pk.
  • Dès lors, les convertisseurs primaires Fi associés sont commandés par leur boucle de régulation primaire FECk pour un transfert de puissance électrique nul depuis le réseau d'alimentation Rk vers le réseau intermédiaire Tk correspondant.
  • La Figure 5 est une illustration des variations de la tension de stockage VST, de la tension de distribution VBUS et des puissances électriques P1 et P2 en fonction du temps lors du démarrage d'un système d'alimentation 10 selon le troisième mode de réalisation de l'invention dans le cas où il est raccordé en entrée à deux réseaux d'alimentation R1, R2 (N=2). Dans l'exemple de la Figure 5, l'apparition des réseaux d'alimentation Ri est simultanée.
  • Jusqu'à l'instant ①, les boucles de régulation de stockage Xi sont saturées. Le convertisseur unidirectionnel C1 fournit sa puissance maximale, alors que le convertisseur C2 fournit une puissance limitée par la boucle de régulation de distribution Y2. La tension de distribution VBUS est donc régulée à la tension de distribution locale VBUS2*.
  • Jusqu'a l'instant ②, la puissance transférée au bus de distribution 16 par les deux convertisseurs C1 et C2 est limitée par la capacité du chargeur 26 à absorber de l'énergie électrique. La puissance fournie par le convertisseur C2 est utilisée pour charger le dispositif de stockage 18 plus rapidement, et elle est significativement plus petite que la puissance nominale du convertisseur unidirectionnel C2.
  • Apres l'instant ②, la boucle de régulation de stockage X2 commence de se dé-saturer. La puissance fournie par le convertisseur C2 diminue graduellement. La tension de distribution VBUS converge rapidement vers la référence VBUS* définie par la boucle BE.
  • A l'instant ③, le convertisseur C2 est contrôlé pour une puissance P2 transférée nulle. Le convertisseur C1 continue de fournir sa puissance maximale, alimentant à la fois la charge aval et augmentant la tension de stockage VST.
  • A l'instant ④, la tension du stockage VST vaut VST1 et la boucle de régulation de stockage X1 commence à se dé-saturer. La puissance électrique P1 fournie par le convertisseur C1 converge vers la puissance de charge PLOAD consommée par la charge.
  • A l'instant ⑤, le système est équilibré et le convertisseur C1 fournit une puissance électrique P1 égale à la puissance de charge PLOAD consommée par la charge.
  • En variante, le dispositif de stockage d'énergie 18 est un dispositif de stockage inductif traversé par un courant de stockage I ST représentatif d'une quantité d'énergie électrique E qu'il contient.
  • Dans cette variante, les moyens de commande 20 sont propres à commander simultanément les convertisseurs unidirectionnels Ci pour la régulation de la puissance électrique Pi délivrée par chacun desdits convertisseurs unidirectionnels 14 en fonction du courant de stockage I ST .

Claims (13)

  1. Système d'alimentation propre à être raccordé en entrée à N réseaux d'alimentation (R1, ..., R N ) distincts délivrant une tension d'entrée (V1, ..., V N ) continue ou alternative et à délivrer une tension de distribution (V BUS ) continue, N étant un nombre entier supérieur ou égal à 2, du type comportant un bus de distribution (16) fonctionnant sous la tension de distribution (V BUS ), N convertisseurs unidirectionnels (C1, ..., C N ) propres à être respectivement raccordés en entrée à un réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) donné et propres à délivrer au bus de distribution (16) une puissance électrique (P1, ..., P N ), et des moyens de commande (20) propres à commander les convertisseurs unidirectionnels (C1, ..., C N ),
    le système d'alimentation (10) comprenant également un dispositif de stockage d'énergie (18) capacitif raccordé au bus de distribution (16) et comprenant une quantité d'énergie (E),
    caractérisé en ce que le dispositif de stockage capacitif fonctionne sous une tension de stockage (V ST ) représentative de la quantité d'énergie (E),
    et en ce que les moyens de commande (20) sont propres à commander simultanément les convertisseurs unidirectionnels (C1, ..., C N ) pour la régulation de la puissance électrique (P1, ..., P N ) délivrée par chacun desdits convertisseurs unidirectionnels (C1, ..., C N ) en fonction de ladite tension de stockage (V ST ),
    des seuils de tension de stockage (V ST1, ..., V STN ) décroissants étant associés aux réseaux d'alimentation (R1, ..., R N ) et définissant un ordre de priorité entre lesdits réseaux d'alimentation (R1, ..., R N ) tel qu'un premier réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) dont le seuil de tension de stockage (V ST1, ..., V STN ) est supérieur au seuil de tension de stockage (V ST1, ..., V STN ) d'un deuxième réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) est prioritaire par rapport audit deuxième réseau d'alimentation (R1, ..., R N ).
  2. Système d'alimentation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande (20) comportent N boucles de régulation de stockage (X1, ..., X N respectivement associées à un convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) et propres à réguler la puissance électrique (P1, ..., P N ) délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) au bus de distribution (16), chaque boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N ) comportant une caractéristique de contrôle (23) à réduction progressive (24) au-delà du seuil de tension (V ST1, ..., V STN ) associé au réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) correspondant, la pente de ladite réduction progressive (24) correspondant au gain statique (Gi) de ladite boucle de régulation de stockage (X1, ..., XN ).
  3. Système d'alimentation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les réductions progressives (24) des caractéristiques de contrôle (23) des N boucles de régulation de stockage (X1, ..., X N ) sont opérées sur des plages de valeurs de la tension de stockage (V ST ) disjointes les unes des autres.
  4. Système d'alimentation selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que la valeur maximale (ϕS_MAX ) de la caractéristique de contrôle (23) d'une boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N ) est également la valeur maximale des caractéristiques de contrôle (23) des N-1 autres boucles de régulation de stockage (X1, ..., X N ).
  5. Système d'alimentation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les gains statiques (Gi) respectifs des N boucles de régulation de stockage (X1, ..., X N ) présentent des valeurs décroissantes, le gain statique (G1 ..., GN) d'une boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N ) dont le convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) est associé à un premier réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) étant inférieur au gain statique (G1 ..., GN) des boucles de régulation de stockage (X1, ..., X N ) dont le convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) est associé à un réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) prioritaire par rapport audit premier réseau d'alimentation (R1, ..., R N ).
  6. Système d'alimentation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le gain statique (G1 ..., GN) d'une boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N ) dont le convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) est associé à un premier réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) est déterminé par l'équation Gi = G i-1*VSTi /V STi-1, où Gi est le gain statique (G1 ..., GN) de ladite boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N ), VSTi est le seuil de tension de stockage associé audit premier réseau d'alimentation (R1, ..., R N ), V STi-1 est le plus petit des seuils de tension de stockage supérieurs au seuil de tension de stockage VSTi , et G i-1 est le gain statique (G1 ..., GN) de la boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N ) dont le convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) est associé au réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) dont le seuil de tension de stockage est V STi-1.
  7. Système d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande (20) comprennent N boucles de régulation de distribution (Y1, ..., Y N ) respectivement associées à un convertisseur unidirectionnel donné (C1, ..., C N ) et propres à réguler la puissance électrique (P1, ..., P N ) délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) au bus de distribution (16) en fonction de la tension de distribution (V BUS ) pour la limitation de la tension de distribution (V BUS ) ou pour la limitation d'un courant de distribution (I BUS ) fourni au bus de distribution (16).
  8. Système d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) associé à un réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) donné comprend :
    - un réseau intermédiaire (T1, ..., T N ),
    - un convertisseur primaire unidirectionnel (F1, ..., F N ) propre à empêcher les transferts d'énergie électrique entre le réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) auquel ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) est associé et les autres réseaux d'alimentation (R1, ..., R N ), ledit convertisseur primaire unidirectionnel (F1, ..., F N ) étant raccordé en entrée au réseau d'alimentation correspondant (R1, ..., R N ) et propre à délivrer au réseau intermédiaire (T1, ..., T N ) une tension intermédiaire (V P1, ..., V PN ) régulée à partir de la tension d'entrée (V1, ..., V N ) dudit réseau d'alimentation, et
    - un isolateur bidirectionnel (I1, ..., I N ) propre à isoler galvaniquement (R1, ..., R N ) le réseau d'alimentation (R1, ..., R N ) auquel ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) est associé des autres réseaux d'alimentation (R1, ..., R N ), ledit isolateur bidirectionnel (I1, ..., I N ) étant raccordé en entrée au réseau intermédiaire (T1, ..., TN ) et en sortie au bus de distribution (16) et étant propre à être commandé par les moyens de commande (20) pour la régulation de la puissance électrique (P1, ..., P N ) délivrée par le convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) au bus de distribution (16) et pour la régulation d'une puissance électrique (P'1, ..., P' N ) en provenance du bus de distribution (16) et délivrée par ledit isolateur bidirectionnel (I1, ..., I N ) au réseau intermédiaire (T1, ..., T N ) correspondant.
  9. Système d'alimentation selon la revendication 8, caractérisé en ce que les convertisseurs primaires (F1, ..., F N ) comprennent des moyens de redressement de la tension, des moyens de filtrage de la tension en mode commun et en mode différentiel, des moyens de protection contre les surtensions et de moyens de protection contre la foudre.
  10. Système d'alimentation selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens de commande (20) comprennent N boucles à réaction positive (Z1, ..., Z N ) respectivement associées à un isolateur bidirectionnel (I1, ..., I N ) donné et propres à réguler en fonction de la tension intermédiaire (V P1, ..., V PN ) du réseau intermédiaire (T1, ..., T N ) correspondant la puissance électrique (P1, ..., P N ) délivrée par ledit isolateur bidirectionnel au bus de distribution (16), et donc par le convertisseur unidirectionnel correspondant (C1, ..., C N ), au bus de distribution (16) d'une part, et d'autre part, la puissance électrique (P'1, ..., P' N ) délivrée par ledit isolateur bidirectionnel (I1, ..., I N ) au réseau intermédiaire (T1, ..., T N ) correspondant.
  11. Système d'alimentation selon les revendications 2, 7 et 10, caractérisé en ce que pour chaque convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ), la boucle de régulation de stockage (X1, ..., X N associée est propre à réguler la puissance électrique (P1, ..., PN ) délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) en fonction de la tension de stockage (V ST ) via une première variable de contrôle (ϕ SS1, ..., ϕSSN ), la boucle de régulation de distribution (Y1, ..., Y N ) associée est propre à réguler la puissance électrique (P1, ..., P N ) délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ), en fonction de la tension de distribution (V BUS ) via une deuxième variable de contrôle (ϕ FS1, ...,ϕFSN ), et la boucle à réaction positive (Z1, ..., ZN ) associée est propre à réguler la puissance délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel via une troisième variable de contrôle (ϕ P1, ..., ϕPN ), la puissance délivrée par ledit convertisseur unidirectionnel (C1, ..., C N ) au bus de distribution (16) étant proportionnelle à la différence entre d'une part le minimum des première (ϕ SS1, ..., ϕSSN ) et deuxième (ϕ FS1, ..., ϕFSN ) variables de contrôle, et d'autre part la troisième variable de contrôle (ϕ P1, ..., ϕPN ).
  12. Système d'alimentation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de stockage d'énergie (18) est raccordé au bus de distribution (16) via un chargeur bidirectionnel (26) propre à réaliser le transfert d'énergie électrique entre le bus de distribution (16) et le dispositif de stockage d'énergie (18).
  13. Système d'alimentation selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif de stockage d'énergie comprend une boucle de régulation de chargeur (BE) propre à commander le chargeur bidirectionnel (26) pour la régulation du transfert d'énergie entre le chargeur bidirectionnel (26) et le bus de distribution (16) pour l'asservissement de la tension de distribution (V BUS ) à une tension de distribution de référence (V* BUS ).
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